パワーエレクトロニクス回路
入力電圧12 V、出力電圧3 V、インダクタンス15 µH、スイッチング周波数300 kHzの理想的な降圧チョッパ(ダイオードで還流するもの)で、負荷の電流を減らしていく。電流連続モードを保てる最小の出力電流(電流不連続モードとの境界)はどれか。
- A0.25 A
- B0.5 A
- C1 A
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正解：A. 0.25 A
インダクタの電流は、平均値(出力電流)を中心に、山から谷まで ΔI = 9 × 0.25/(15 µH × 300 kHz) = 0.5 Aの三角波で脈動します。谷の値は「出力電流 − ΔI/2」なので、出力電流が ΔI/2 = 0.25 Aより小さくなると、谷が0に届いて電流不連続モードになります。3 Vの出力では、負荷の抵抗が12 Ωより大きくなる(負荷が軽くなる)ときです。同期整流の降圧チョッパでは、インダクタの電流が負の向きにも流れられるので、軽い負荷でも電流連続モードの動作を続けられます。
- A. 正しい。境界は脈動の半分の ΔI/2 = 0.25 Aです。
- B. 脈動の大きさそのもので、境界の値の2倍です。
- C. デューティ比を掛け忘れた脈動2 Aの半分の値です。